2014 Fiscal Year Annual Research Report
超高温ガス炉の工学的安全性に関わる捻り伝熱面の伝熱促進及び炉内熱流動特性の解明
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24560231
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
劉 秋生 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (80294263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 勝哉 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (10127417)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 非定常熱伝達 / 強制対流 / ねじり / 伝熱促進 / ヘリウム / 超高温ガス炉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
捻り（ねじり）発熱体の強制対流伝熱促進を解明するため，今年度は発熱体の捻りのピッチが一定とした場合のピッチの数の影響を調べた。その結果，熱伝達係数はピッチの数が多いほど減少することが判明した。種々ピッチと幅のねじり発熱体の実験データに基づき，準定常熱伝達の実験データをねじり発熱体の効果を表すスワール数（無次元数）で整理し実験式を求めた。また，数値解析により捻り発熱体の熱伝達促進のメカニズムを解明した。さらに，今年度において，超高温ガス炉（VHTR）における熱流動現象の数値解析を行い,炉内のバイパス流れ及びクロス流れを考慮し，その影響を調べた。解析の結果，炉内燃料体のギャップは燃料体の温度分布及び流量分布に対して影響があり，燃料最高温度及び冷却チャンネル出口温度がギャップの増加と共に増加することが判明した。研究期間全体を通じて実施した研究の成果について，以下のとおりである。（１）捻り発熱体の実験データを収集し，ガス流速，捻り寸法（ピッチ長さ，幅），発熱体の長さなどの影響を実験的に解明した。（２）捻り発熱体の実験データに基づき実験式を求めた。また，従来の平板発熱体のデータとの比較より，捻り効果により伝熱促進効果が確認された。今後超高温ガス炉における中間熱交換器の設計において有益な知見を提供することができた。（３）数値解析により，捻り発熱体の熱伝達促進のメカニズムを解明した。（４）VHTRにおける熱流動現象の数値解析を行い，燃料最高温度及び冷却チャンネル出口温度が燃料体ギャップの影響を受けることを明らかにした。
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